一种数控自动化连续式导线绕包机及导线切割控制方法与流程

1.本发明涉及导线绕包机技术领域，特别是一种数控自动化连续式导线绕包机及导线切割控制方法。


背景技术：

2.线绕包机主要用于电力导线的绝缘带绕包和绝缘层结构成型的工作。即，线材或者铜排等类型的导线在牵引力的带动下，使导线进行直线运动，并经过校直结构将导线校直后，再通过至少一个恒张力放带绕包机的绕包头，绕包头的旋转转速与导线前进的线速度在控制器的操控下，实现对导线不同节距、不同种类绝缘材料的绕包工作。
3.现有技术中，导线绕包机的校直部分基本上都是通过多个线性分布的凹轮对导线起到多点挤压作用，即可对圆形导线起到良好的校直效果。但在面对铜母排的绕包时，校直部分的凹轮不能很好的适应铜排的校直工作。缺乏既适用于圆形导线又可以适用于铜排的校直装置，针对于铜排一般是采用分离式的校直机构，分两步工序依次对铜排进行水平校直和垂直校直。但是在铜排分步校直过程中，由于铜排的导线自身一定的自重和长度从而具有一定的弯曲弧度，在绕包（尤其是连续绕包）工作中，铜排越长，在自重的影响下，越容易形成较大的弯曲，也越难找中定位，直接进入分离式校直机构，容易造成校直压力过大，甚至导致校直效果降低。
4.而且绕包机在对一些导线完成绝缘带绕包工作之后，如铜排等，考虑其后期的使用和包装的因素，需要按照加工需求中的导线长度要求，对已绕包好的导线进行切断，一般的绕包机需要停机后进行切断，切断后再启动绕包机继续工作，极大的影响生产效率，亟需一种可用于不停机连续生产情况下导线绕包机的随动剪切装置。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种数控自动化连续式导线绕包机及导线切割控制方法，以解决不同类型的导线在绕包时，一般绕包机无法同时适应铜排或者线材的校直工作，以及需要停机切断绕包导线，导致生产效率低下的问题。
6.为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种数控自动化连续式导线绕包机，包括机架和恒张力放带绕包机的绕包头，所述机架上沿导线的前进方向依次设置有校直输送装置、牵引装置、至少一个绕包头和随动剪切装置；其中，所述随动剪切装置的进料端设置有位于所述机架上的线速度传感器，所述随动剪切装置包括立架、线性导轨、切割平台、滚珠丝杠和伺服电机，所述立架水平安装在所述机架上，两个所述线性导轨沿所述导线的前进方向水平安装在所述立架上表面，所述切割平台滑动安装在所述线性导轨上，所述滚珠丝杠水平设置且通过安装座转动安装在所述立架上，所述切割平台的下表面通过丝母与所述滚珠丝杠螺纹连接；所述切割平台与所述导线同向运动的速度一致；
所述立架上设置有两个用于所述切割平台的限位传感器；所述绕包头、所述牵引装置、所述线速度传感器、所述限位传感器和所述切割平台均通过plc控制器控制协调工作。
7.进一步的技术方案是：所述切割平台包括横板、切割机、电动推杆、活动板和压紧气缸，所述横板滑动安装在所述线性导轨上，所述切割机通过所述活动板铰接在所述横板的下表面，所述电动推杆的一端铰接在所述横板下表面的吊板上，所述电动推杆的另一端铰接在所述活动板上，两个所述压紧气缸沿所述导线的前进方向对称设置在所述横板的上表面。
8.进一步的技术方案是：所述校直输送装置包括沿所述导线前进方向依次设置的导引机构、水平校直机构和垂直校直机构，所述水平校直机构和多个所述导引机构对于所述导线下表面的多个支撑点等高设置，所述垂直校直机构和多个所述导引机构对于所述导线两侧面的多个夹持点均呈直线设置。
9.进一步的技术方案是：所述导引机构包括立板、l型板和转辊，所述立板竖直安装在所述机架上，两个所述l型板的竖直段均滑动安装在所述立板的一侧且通过螺栓锁紧，一个所述转辊通过轴杆转动安装在所述立板上的固定孔内，一个所述转辊通过轴杆转动设置且滑动安装在所述立板上的条形孔内，所述轴杆的两端螺纹段安装有锁螺母，所述l型板的水平段上通过所述轴杆至少安装有两个呈直线设置的所述转辊，且两个所述l型板上的两排所述转辊平行设置。
10.进一步的技术方案是：所述水平校直机构包括箱体、固定板、滑动板、压辊和螺杆，所述箱体竖直安装在所述机架上，所述固定板水平安装在所述箱体内，所述滑动板滑动安装在所述箱体内，所述滑动板位于所述固定板的上方，所述螺杆竖直设置且转动安装在所述箱体上，且所述螺杆的螺纹段与所述滑动板螺纹连接，两排所述压辊沿所述导线的前进方向水平设置且分别转动安装在所述固定板和所述滑动板的侧面。
11.进一步的技术方案是：所述垂直校直机构包括支架、板体、压轮、调节螺母和弹簧，两个所述板体对称设置且分别滑动安装在所述支架两侧的横杆上，所述弹簧位于所述支架和所述板体之间，所述调节螺母通过螺纹结构安装在所述横杆的外端螺纹段上，两排所述压轮沿所述导线的前进方向水平设置且分别转动安装在两个所述板体的上表面。
12.进一步的技术方案是：所述牵引装置包括竖板、第一同步传送机、第二同步传送机和气缸，所述竖板竖直安装在所述机架上，所述第一同步传送机水平设置且通过第一侧板安装在所述竖板的侧面，所述第二同步传送机水平设置且通过第二侧板滑动安装在所述竖板的侧面，所述第二同步传送机位于所述第一同步传送机的上方，所述气缸竖直朝下安装在所述竖板的顶部，且所述气缸的输出端与所述第二侧板连接。
13.进一步的技术方案是：一种数控自动化连续式导线绕包机的导线切割控制方法，基于所述plc控制器，包括以下控制步骤：s1、确认所述导线的厚度或者最大直径d，并且根据所述导线的材料和切割机的规格标准确定最大切割速度，得出导线的切断时间t1；s2、由所述线速度传感器测得所述导线的前进速度v1，确定所述切割平台的前进速度为v1；s3、根据切断时间t1，根据式1得出所述切割平台的前进时间为t2≥t1，并计算出
两个所述限位传感器之间的距离s，即所述切割平台的行程，s=t2*v1
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式1；s4、已定的所述导线的切断长度为l，根据式2和式3得出所述切割平台的速度为v2和返回时间为t3，s= v2* t3
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式2，l=（v1+v2）* t3
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式3。
14.与现有技术相比，本发明至少能达到以下有益效果之一的是：本发明提出一种数控自动化连续式导线绕包机，该绕包机的绕包头进料端设置有校直输送装置，校直输送装置可以同时适用于圆形线材和铜排绕包前的校直工作，尤其在铜排校直工作中，通过多个导引机构、水平校直机构和垂直校直机构对铜排进行导引和校直工作，多个导引机构可以有效避免铜排前进时的弯曲和倾斜现象，保证铜排校直时的水平度和直线度，并且利用导引机构方便与校直机构的进料找中，减少校直压力，保证校直效果。
15.导引机构、水平校直机构和垂直校直机构对铜排底面的支撑点作为基点且等高设置，一方面极大保证了铜排校直的水平度；另一方面减少校直操作，便于使用。
16.该绕包机的绕包头出料端设置有随动剪切装置，随动剪切装置设置在绕包头的出料端，在plc控制器的控制下，绕包头不用停机，切割平台随着导线一样的速度同向前进，在两者达到相对静止的情况下，切割平台在一定行程内对绕包好的导线按照长度要求进行切断，在切断导线的同时，可以连续生产，提高生产效率。
17.本发明提出一种数控自动化连续式导线绕包机的导线切割控制方法，在利用随动剪切装置切断导线，直接在plc控制器中输入要切断的导线的长度l和切断时间t1，然后根据plc控制器反馈的切割平台的最小行程s，工作人员只需调整两个限位传感器的距离，即可满足随动剪切装置在绕包头不停机时对导线完成自动切割工作，实自动化控制，减少人员工作压力，极大提高生产效率。
附图说明
18.图1为本发明一种数控自动化连续式导线绕包机的结构示意图。
19.图2为本发明图1中随动剪切装置的结构示意图。
20.图3为本发明图2中切割平台的结构示意图。
21.图4为本发明图3另一个视角的结构示意图。
22.图5为本发明图1中导引机构的结构示意图。
23.图6为本发明图1中水平校直机构的结构示意图。
24.图7为本发明图1中垂直校直机构的结构示意图。
25.图8为本发明图7另一个视角的结构示意图。
26.图9为本发明图1中牵引装置的结构示意图。
27.附图标记：1、机架；2、校直输送装置；21、导引机构；211、立板；212、l型板；213、转辊；22、水平校直机构；221、箱体；222、固定板；223、滑动板；224、压辊；225、螺杆；23、直校直机构；231、支架；232、板体；233、压轮；234、调节螺母；235、弹簧；3、绕包头；4、导线；5、牵引装置；51、竖板；52、第一同步传送机；53、第二同步传送机；54、气缸；6、随动剪切装置；61、立
架；62、线性导轨；63、切割平台；631、横板；632、切割机；633、电动推杆；634、活动板；635、压紧气缸；64、滚珠丝杠；65、伺服电机；7、线速度传感器；8、限位传感器；9、plc控制器。
具体实施方式
28.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
29.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
31.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.实施例一：本实施例如图1和图2所示，一种数控自动化连续式导线绕包机，包括机架1和恒张力放带绕包机的绕包头3，机架1上沿导线4的前进方向依次设置有校直输送装置2、牵引装置5、至少一个绕包头3和随动剪切装置6；随动剪切装置6的进料端设置有位于机架1上的线速度传感器7，随动剪切装置6包括立架61、线性导轨62、切割平台63、滚珠丝杠64和伺服电机65，立架61水平安装在机架1上，两个线性导轨62沿导线4的前进方向水平安装在立架61上表面，切割平台63滑动安装在线性导轨62上，滚珠丝杠64水平设置且通过安装座转动安装在立架61上，切割平台63的下表面通过丝母与滚珠丝杠64螺纹连接；切割平台63与导线4同向运动的速度一致；立架61上设置有两个用于切割平台63的限位传感器8；绕包头3、牵引装置5、线速度传感器7、限位传感器8和切割平台63均通过plc控制器9控制协调工作。线速度传感器7为接触旋转式速度传感器。
35.本发明的工作过程如下：至少一个恒张力放带绕包机的绕包头3连续安装在机架1
上，在这组绕包头3的进料端和出料端分别设置校直输送装置2和在随动剪切装置6，导线4在牵引装置5的带动下穿过校直输送装置2、多个绕包头3和随动剪切装置6，在plc控制器9的协调控制下，多个绕包头3对导线4进行多工位绕包工作，实现对导线4不同节距、不同种类绝缘材料的绕包工作；校直输送装置2为了适应不同种类导线，如线材或者铜排等导线的校直工作，方便绕包头3的绕包；随动剪切装置6的立架61按照在绕包头3的出料端，在plc控制器的协调控制下，伺服电机65驱动滚珠丝杠64转动，切割平台63通过其下表面的丝母与滚珠丝杠64的配合，在线性导轨62上进行移动，在线速度传感器7感应且反馈导线4的线速度时，线速度一定，经过一定时间plc控制器计算出绕包好的导线4的长度，然后控制切割平台63与导线4同向运动的速度一致，在两者达到相对静止的情况下，切割平台63在一定行程内对绕包好的导线4进行切断，最后完成切断后，切割平台63立刻复位到原始工位，在切断导线的同时，可以连续生产，提高生产效率。
36.实施例二：本实施例如图3和图4所示，切割平台63包括横板631、切割机632、电动推杆633、活动板634和压紧气缸635，横板631滑动安装在线性导轨62上，切割机632通过活动板634铰接在横板631的下表面，电动推杆633的一端铰接在横板631下表面的吊板上，电动推杆633的另一端铰接在活动板634上，两个压紧气缸635沿导线4的前进方向对称设置在横板631的上表面。
37.当切割平台63与导线4同向同速运动时，压紧气缸635将导线4压紧在横板631上，同时电动推杆633推动活动板634，使得切割机632上抬，切割机632的圆锯片从横板631的切割槽内伸出，切割被压紧的导线4，工作人员根据导线材质和切割机632的规格标准确定出切割时间，计算切割平台63以导线4同速在两个限位传感器8确定行程内的运动时间，控制切割时间不得超过运动时间。
38.实施例三：本实施例如图1所示，校直输送装置2包括沿导线4前进方向依次设置的导引机构21、水平校直机构22和垂直校直机构23，水平校直机构22和多个导引机构21对于导线4下表面的多个支撑点等高设置，垂直校直机构23和多个导引机构21对于导线4两侧面的多个夹持点均呈直线设置。
39.在plc控制器9的控制下，绕包头3的转速和导线（铜排）4的前进速度相适配，导线4依次校直输送装置2的导引机构21、水平校直机构22和垂直校直机构23，导引机构21对导线4起到支撑和夹持，其中，导引机构21的支撑点与水平校直机构22对于导线4下表面的支撑点等高设置，导引机构21的夹持点与垂直校直机构23对于导线4两侧面的多个夹持点均呈直线水平设置，多个导引机构21在校直工作的同时，起到导引作用，并且可以有效避免铜排前进时的弯曲和倾斜现象，保证铜排校直时的水平度和直线度，并且利用导引机构方便与校直机构的进料找中，减少校直压力，保证校直效果。
40.导引机构21、水平校直机构22和垂直校直机构23对铜排底面的支撑点作为基点且等高设置，一方面极大保证了铜排校直的水平度；另一方面减少校直操作，便于使用。
41.值得注意的是：导引机构21可以设置多个，但其中一个导引机构21位于水平校直机构22的进料端，为提升导线的引导效果，可以在水平校直机构22和垂直校直机构23也设置至少一个导引机构21，防止导线因为自重下坠弯曲，同时方便导线校直时的找中。
42.实施例四：本实施例如图5所示，导引机构21包括立板211、l型板212和转辊213，立板211竖直安装在机架1上，两个l型板212的竖直段均滑动安装在立板211的一侧且通过螺栓锁紧，一个转辊213通过轴杆转动安装在立板211上的固定孔内，一个转辊213通过轴杆转动设置且滑动安装在立板211上的条形孔内，轴杆的两端螺纹段安装有锁螺母，l型板212的水平段上通过轴杆至少安装有两个呈直线设置的转辊213，且两个l型板212上的两排转辊213平行设置。
43.可以根据导线（铜排）4的规格以及与水平校直机构22和垂直校直机构23之间的（位置和工作）关系，两个l型板212滑动安装在立板211的一侧，调整两个l型板212之间的位置，保证两个l型板212上转辊213与垂直校直机构23夹持的导线4处于同一条直线上；调整立板211条形孔上的转辊213压紧导线4。
44.实施例五：本实施例如图6所示，水平校直机构22包括箱体221、固定板222、滑动板223、压辊224和螺杆225，箱体221竖直安装在机架1上，固定板222水平安装在箱体221内，滑动板223滑动安装在箱体221内，滑动板223位于固定板222的上方，螺杆225竖直设置且转动安装在箱体221上，且螺杆225的螺纹段与滑动板223螺纹连接，两排压辊224沿导线4的前进方向水平设置且分别转动安装在固定板222和滑动板223的侧面。
45.通过转动螺杆225，通过螺纹结构使得滑动板223开始移动，对经过固定板222和滑动板223之间的铜排进行压紧。
46.实施例六：本实施例如图7和图8所示，垂直校直机构23包括支架231、板体232、压轮233、调节螺母234和弹簧235，两个板体232对称设置且分别滑动安装在支架231两侧的横杆上，弹簧235位于支架231和板体232之间，调节螺母234通过螺纹结构安装在横杆的外端螺纹段上，两排压轮233沿导线4的前进方向水平设置且分别转动安装在两个板体232的上表面。
47.两个调节螺母234在横杆的外端螺纹段上转动时，通过挤压的方式移动板体232，进而调节两个板体232之间的距离，实现移动板体232上压轮233对铜排两侧的夹紧校直工作，弹簧235起到复位作用。
48.值得注意的是：在调整两个板体232之间的距离时，应考虑在板体232和横杆配合间隙的允许下，尽量控制两个板体232沿导线4的前进方向呈现进口大出口小的趋势，倾斜锥度0.5
°‑1°
即可，前后错位差为8mm左右即可。
49.实施例七：本实施例示出了，固定孔上的转辊213、固定板222上压辊224的顶部和横梁，三者的顶部等高设置。
50.三者的顶部等高设置是作为制成铜排底面的固定基点，在对铜排进行校直时，免于水平方向上的调整工作，只需对铜排进行找中、压紧和夹持等调整操作即可完成校直工作。
51.实施例八：本实施例如图9所示，牵引装置5包括竖板51、第一同步传送机52、第二同步传送机53和气缸54，竖板51竖直安装在机架1上，第一同步传送机52水平设置且通过第一侧板安装
在竖板51的侧面，第二同步传送机53水平设置且通过第二侧板滑动安装在竖板51的侧面，第二同步传送机53位于第一同步传送机52的上方，气缸53竖直朝下安装在竖板51的顶部，且气缸53的输出端与第二侧板连接。
52.牵引装置5在气缸54提供的压力下，通过第一同步传送机52和第二同步传送机53夹紧导线4，进而在第一同步传送机52和第二同步传送机53转动时，带动导线4前进，并且有限防止导线4发型弯曲等形变。
53.实施例九：一种数控自动化连续式导线绕包机的导线切割控制方法，基于plc控制器9，包括以下控制步骤：s1、确认导线4的厚度或者最大直径d，并且根据导线4的材料和切割机632的规格标准确定最大切割速度，得出导线4的切断时间t1；s2、由线速度传感器7测得导线4的前进速度v1，确定切割平台63的前进速度为v1；s3、根据切断时间t1，根据式1得出切割平台63的前进时间为t2≥t1，并计算出两个限位传感器8之间的距离s，即切割平台63的行程，s=t2*v1
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式1；s4、已定的导线4的切断长度为l，根据式2和式3得出切割平台63的速度为v2和返回时间为t3，s= v2* t3
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式2，l=（v1+v2）* t3
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式3。
54.在利用随动剪切装置6切断导线4，可以根据以上的导线切割控制方法，直接在plc控制器9中输入要切断的导线4的长度l和切断时间t1，然后根据plc控制器9反馈的切割平台63的最小行程s，工作人员只需调整两个限位传感器8的距离，即可满足随动剪切装置6在绕包头3不停机时对导线4完成自动切割工作，实自动控制，极大提高生产效率。
55.值得注意的是，在实际工作中，t2＞t1，以留出切割平台63来回运动的缓冲时间（即缓冲距离），防止设备出错导致损坏。
56.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。